本發(fā)明是針對(duì)能夠應(yīng)用于管道、閥門(mén)和鍋爐設(shè)備的密封墊圈。

背景技術(shù)：

在管道系統(tǒng)中，法蘭中的密封墊圈是確保整體性以對(duì)抗泄漏的必要部件。

一些類(lèi)型的密封墊圈在特定的應(yīng)用中表現(xiàn)良好，但是可能并不適于其他的應(yīng)用。實(shí)芯的、帶溝槽的且具有石墨覆層的密封墊圈以商品名CAMPROFILE或KAMMPROFILE而知名，并且對(duì)諸如熱交換器這樣的設(shè)備的密封表現(xiàn)良好。圖1示出了在現(xiàn)有技術(shù)中已知的、實(shí)芯的、帶溝槽的且具有石墨覆層的密封墊圈的剖視圖。該密封墊圈的內(nèi)部部分(圖1的右側(cè))包括接收上下石墨覆層的溝槽。該內(nèi)部部分是有效地起到密封元件作用的部分。該密封墊圈的外部部分(圖1的左側(cè))不包括任何溝槽或覆層。該外部部分起到外強(qiáng)化環(huán)的作用。

通常，實(shí)芯的、帶溝槽的且具有石墨覆層的密封墊圈由具有大致矩形截面的、通常寬13mm的條塊成型。然而，對(duì)于管道系統(tǒng)中的主體與閥帽之間的密封而言，直徑是非常小的(大約150mm)，由13mm的條塊成型而制造所述密封墊圈變得很困難，而且由于材料中高應(yīng)力的存在，密封表面上缺陷的出現(xiàn)非常常見(jiàn)。

同時(shí)，如圖2所示，螺旋纏繞式的密封墊圈通過(guò)將具有大致“V”形截面的金屬帶纏繞而成型。此類(lèi)密封墊圈通常包括實(shí)心的外強(qiáng)化金屬環(huán)(未示出)，該外強(qiáng)化金屬環(huán)通過(guò)提升密封墊圈的性能來(lái)為該密封墊圈提供機(jī)械強(qiáng)度。然而，對(duì)于管道系統(tǒng)中的主體與閥帽之間的密封而言，安裝密封墊圈的空間是非常有限的，不存在用于具有外強(qiáng)化環(huán)的密封墊圈的空間。

如專(zhuān)利US5308090A和US2357257A所公開(kāi)的，即使在使用不包括外強(qiáng)化環(huán)的密封墊圈的情況下，也應(yīng)當(dāng)注意，此類(lèi)密封墊圈對(duì)于主體與閥帽之間的密封的表現(xiàn)并不好，這要么是因?yàn)樗雒芊鈮|圈的構(gòu)造，要么是因?yàn)槿鄙購(gòu)?qiáng)化環(huán)。

此外，已知的是：閘閥帽中的密封墊圈是橢圓形的，而不是圓形的。因此，使用現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)芯的或者螺旋纏繞式的密封墊圈變得更為困難，由于密封墊圈的外剛性環(huán)的存在，難以將這樣的密封墊圈成型為橢圓形形狀。

如將在下面詳細(xì)示出的那樣，本發(fā)明旨在通過(guò)實(shí)用、有效及低成本的方式解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供閥門(mén)、管道和設(shè)備的部件之間的法蘭密封墊圈，該密封墊圈不需要外剛性環(huán)，但是還提供良好的密封性能。

本發(fā)明的第二目的是提供閥門(mén)、管道和設(shè)備的部件之間的法蘭密封墊圈，該密封墊圈易于成型為具有減小的直徑和/或不同于常規(guī)的圓形形狀(例如，橢圓形)的密封墊圈。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于管道系統(tǒng)的密封墊圈，所述密封墊圈包括：(i)由多個(gè)同心的金屬環(huán)成型的芯體，各個(gè)環(huán)具有大致矩形的截面，其中所有環(huán)的矩形截面的高度相同；和(ii)施加到所述芯體的上下表面的柔性材料的表面覆層。

此外，本發(fā)明還提供了制造用于管道系統(tǒng)的密封墊圈的工藝，所述工藝包括以下步驟：(i)提供芯體，該芯體由多個(gè)同心的金屬環(huán)成型，各個(gè)環(huán)具有大致矩形的截面，其中所有環(huán)的矩形截面的高度相同；和(ii)對(duì)所述芯體的上、下表面施加柔性材料的表面覆層。

附圖說(shuō)明

下面陳述的具體說(shuō)明參考附圖及相應(yīng)的附圖標(biāo)記，其代表了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)芯的、帶溝槽的且具有石墨覆層的密封墊圈的剖視圖。

圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的螺旋纏繞式的密封墊圈的剖視圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的切開(kāi)密封墊圈的芯體的立視圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的通過(guò)成型機(jī)成型為橢圓形的密封墊圈的芯體的立視圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的通過(guò)成型機(jī)已經(jīng)成型為橢圓形的密封墊圈的芯體的立視圖。

圖6示出了在最終橢圓形形狀的實(shí)施方式中密封墊圈在接收了密封面的柔性材料覆層之后的等距視圖。

具體實(shí)施方式

首先，此處應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)：下面的說(shuō)明將基于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。然而，將如本領(lǐng)域技術(shù)人員所顯而易見(jiàn)的，本發(fā)明不限于這些具體的實(shí)施方式。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的密封墊圈的芯體10的立視圖。如所能看到的，與現(xiàn)有技術(shù)的密封墊圈不同，根據(jù)本發(fā)明的密封墊圈包括由多個(gè)同心的金屬環(huán)10a成型的芯體10，每一環(huán)10a具有大致矩形的截面，其中所有環(huán)10a的矩形截面的高度相同。

優(yōu)選地，本發(fā)明的密封墊圈的芯體10由至少四個(gè)同心的金屬環(huán)10a形成。

優(yōu)選地，每一同心的金屬環(huán)10a具有方形的截面。因此，所有的環(huán)10a具有相同的高度和寬度，使得密封墊圈的芯體具有基本平直的上下表面。更優(yōu)選地，環(huán)的截面高度和寬度為2-5mm。甚至更優(yōu)選地，環(huán)的截面高度和寬度為3mm。

因此，由于環(huán)10a與現(xiàn)有技術(shù)的其他密封墊圈相比具有相對(duì)小的寬度，非常容易將所述環(huán)成型為期望的形狀，為圓形、橢圓形或任何其他形狀。還有，這降低了如在現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)嘗試將例如相對(duì)厚的金屬條塊(13mm)成型而制造小直徑的密封墊圈(150mm)時(shí)所發(fā)生的結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)選地，每一同心金屬環(huán)10a由具有矩形截面的至少一個(gè)金屬條塊成型。更優(yōu)選地，成型所述環(huán)10a的至少一個(gè)金屬條塊具有方形截面。

可選地，至少一個(gè)矩形截面的金屬條塊包括至少兩個(gè)具有溝槽的相對(duì)的面。因此，同心的金屬環(huán)將包括具有溝槽的至少一個(gè)上部的面和至少一個(gè)下部的面，所述溝槽有助于粘附施加到芯體10的上下表面的柔性材料的表面覆層12。優(yōu)選地，用作表面覆層12的柔性材料為特氟龍或柔性石墨。

優(yōu)選地，環(huán)10a之間的縫隙是在制造中能夠盡可能達(dá)到的最小縫隙。然而，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)：這并不是關(guān)鍵的因素，因?yàn)榄h(huán)是同心的，不可能在徑向方向上形成流體的優(yōu)選泄漏通道。

本發(fā)明還提供了制造上述密封墊圈的工藝。本發(fā)明的工藝包括以下步驟：

a)提供芯體10，該芯體由多個(gè)同心的金屬環(huán)10a成型，每一環(huán)具有大致矩形的截面，其中所有環(huán)10a的矩形截面的高度相同；和

b)對(duì)所述芯體的上、下表面施加柔性材料的表面覆層12。

如上面所提到的，在提供芯體10的步驟之前，每一同心的金屬環(huán)10a能夠由具有矩形(優(yōu)選地為方形)截面的至少一個(gè)金屬條塊成型。

優(yōu)選地，進(jìn)行成型所述環(huán)10a的步驟使得將這些環(huán)成型為圓形形狀，如圖3所示。

可選地，提供了成型芯體10的另外的步驟，在該步驟中，芯體成型為與最初的圓形形狀不同的形狀。優(yōu)選地，對(duì)于將芯體用于主體與閘閥帽之間的密封墊圈中的情況，該芯體10成型為橢圓形形狀，如圖4和5所示。在此階段，芯體10放置到成型裝置14中，該成型裝置包括兩個(gè)拉伸模16a和兩個(gè)壓縮模16b。因此，芯體在垂直的方向上被同時(shí)拉伸和壓縮，使得該芯體變成橢圓形形狀。在該步驟中，一蓋(未示出)優(yōu)選地設(shè)置在芯體10上，使得該芯體在成型期間受到約束。

與在圓形密封墊圈中的方式相同，如上所述的，將柔性材料的表面覆層12施加到芯體10(其為橢圓形)的上下表面，從而獲得橢圓形的最終的密封墊圈(圖6)。

因此，基于上面的說(shuō)明，本發(fā)明提供了不再需要外強(qiáng)化環(huán)的密封墊圈，而仍然提供良好的密封性能。此外，本發(fā)明的密封墊圈易于成型為具有減小直徑的密封墊圈。還有，本發(fā)明的密封墊圈能夠易于成型為不同的形狀(例如橢圓形形狀)。如上面所提到的，橢圓形形狀的密封墊圈對(duì)于主體和閘閥帽之間的密封是特別有用的。

此外，本發(fā)明提供了制造上面提到的密封墊圈的工藝，該工藝從成型每一金屬環(huán)到施加柔性材料的覆層，所述覆層將填充空隙而確保墊圈的密封。

本專(zhuān)利申請(qǐng)的保護(hù)范圍的各種變體是被允許的。因此，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)：本發(fā)明并不限于上述的具體配置/實(shí)施方式。